[go: up one dir, main page]

NL2014541A - Method for operating of a regenerative bipolar membrane fuel cell, and regenerative bipolar membrane fuel cell there for. - Google Patents

Method for operating of a regenerative bipolar membrane fuel cell, and regenerative bipolar membrane fuel cell there for. Download PDF

Info

Publication number
NL2014541A
NL2014541A NL2014541A NL2014541A NL2014541A NL 2014541 A NL2014541 A NL 2014541A NL 2014541 A NL2014541 A NL 2014541A NL 2014541 A NL2014541 A NL 2014541A NL 2014541 A NL2014541 A NL 2014541A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
bipolar membrane
fluids
energy
difference
contact
Prior art date
Application number
NL2014541A
Other languages
English (en)
Other versions
NL2014541B1 (en
Inventor
Saakes Machiel
Victor Marie Hamelers Hubertus
Johannes Van Egmond Willem
Original Assignee
W&F Beheer B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to NL2014541A priority Critical patent/NL2014541B1/en
Application filed by W&F Beheer B V filed Critical W&F Beheer B V
Priority to KR1020177030313A priority patent/KR102526924B1/ko
Priority to ES16727238T priority patent/ES2738413T3/es
Priority to PCT/NL2016/050207 priority patent/WO2016159761A1/en
Priority to CN201680019106.3A priority patent/CN107873111B/zh
Priority to DK16727238.4T priority patent/DK3274078T3/da
Priority to US15/556,887 priority patent/US10541439B2/en
Priority to EP16727238.4A priority patent/EP3274078B1/en
Priority to HK18108463.1A priority patent/HK1248923B/zh
Publication of NL2014541A publication Critical patent/NL2014541A/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2014541B1 publication Critical patent/NL2014541B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/188Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746Pressure; Flow
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/186Regeneration by electrochemical means by electrolytic decomposition of the electrolytic solution or the formed water product
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/22Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising carbon or oxygen or hydrogen and other elements; Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising only elements other than carbon, oxygen or hydrogen
    • H01M8/227Dialytic cells or batteries; Reverse electrodialysis cells or batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2455Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with liquid, solid or electrolyte-charged reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/10Fuel cells in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10Applications of fuel cells in buildings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Claims (17)

1. Werkwijze voor het bedrijven van een regeneratief bipolair membraan brandstofcel, omvattende de stappen: het voorzien van een regeneratief bipolair membraan brandstofcel omvattende: een reactor met een anodecompartiment met een anode en een cathodecompartiment met een cathode; en een aantal celeenheden welke de anode en cathodecompartimenten scheiden, waarin de celeenheid omvattende een anionuitwisselingsmembraan, een kationuitwisselingsmembraan, en een bipolair membraan welke compartimenten definiëren; het voorzien van een fluïdum aan beide zijden van het bipolair membraan met ionconcentraties zodanig dat het verschil in wateractiviteit tussen de fluïda aan beide zijden van het bipolair membraan minimaal is; het opslaan van energie in een energie-opslagtoestand door het voorzien van een externe stroom aan de reactor, zodanig dat een pH verschil tussen fluïda in contact met het bipolaire membraan wordt bewerkstelligd; het schakelen tussen de energie-opslagtoestand en een energiegeneratietoestand; en het generen van energie in de energiegeneratietoestand uit het pH verschil tussen de fluïda in contact met het bipolaire membraan.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het verschil in wateractiviteit van beide fluïda in contact met het bipolaire membraan wordt geminimaliseerd in de energiegeneratietoestand.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarin het opslaan van energie watersplitsing omvat.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarin de watersplitsing wordt uitgevoerd in het bipolaire membraan.
5. Werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin in gebruik de reactor wordt voorzien van drie fluïda, een eerste fluïdum omvattende een zoutoplossing, een tweede fluïdum omvattende zuuroplossing, en een derde fluïdum omvattende een basische oplossing.
6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarin de zoutconcentratie omvattende één of meer van de volgende ionen: Li+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, en Cl , F, Br', I , S042, N03, C104.
7. Werkwijze volgens conclusie 5 of 6, waarin de basische oplossing omvattende één of meer van de volgende ionen: Li+, Na+ en K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, en OH.
8. Werkwijze volgens conclusie 5, 6 of 7, waarin de zuuroplossing omvattende één of meer van de volgende ionen: H+, en F, Cl , Br", I , S042, N03, C104.
9. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 5-9, waarin de zuuroplossing omvattende HC1, de base oplossing omvattende LiOH en/of NaOH en/of KOH, en de zoutoplossing omvattende LiCl en/of NaCl and/or KC1.
10. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 5-9, waarin de zuuroplossing omvattende HN03, de base oplossing omvattende LiOH en/of NaOH en/of KOH, en de zout oplossing omvattende LiN03 en/of NaN03 en/of KN03.
11. Werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin het verschil in water activiteit van beide fluïda in contact met het bipolaire membraan wordt gehouden in het bereik van -0.015 to +0.015, en bij voorkeur in het bereik van -0.012 tot +0.012, en met de meeste voorkeur in het bereik van -0.01 tot +0.01.
12. Werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, verder omvattende de stap van het toevoeren van additioneel elektrolytisch fluïdum en/of organische verbinding naar één of meer van de fluïda, zodanig dat wateractiviteit van een dergelijk fluïdum wordt gecontroleerd.
13. Werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, verder omvattende de stap van het beheersen van het verschil in wateractiviteit van de fluïda in contact met het bipolaire membraan.
14. Werkwijze volgens conclusie 13, waarin het beheersen van het verschil in wateractiviteit van de fluïda in contact met het bipolaire membraan het aansturen van de pompsnelheid van één of meer van de fluïda met een pompregelaar omvat.
15. Regeneratief bipolair membraanbrandstofcel voor het opslaan en genereren van energie, welke is geconfigureerd voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin de cel omvattende: een reactor met een anodecompartiment met een anode en een cathodecompartiment met een cathode; en een aantal celeenheden welke de anode en cathodecompartimenten scheiden, waarin de celeenheid omvattende een anion uitwisselingsmembraan, een kationuitwisselingsmembraan en een bipolair membraan definiërend compartimenten.
16. Cel volgens conclusie 15, waarin de celeenheid een hexagonale vorm omvat.
17. Cel volgens conclusie 15 of 16, verder omvattende een pompregelaar geconfigureerd voor het regelen van pompsnelheid gebaseerd op het verschil in wateractiviteit van de fluïda in contact met het bipolaire membraan.
NL2014541A 2015-03-27 2015-03-27 Method for operating of a regenerative bipolar membrane fuel cell, and regenerative bipolar membrane fuel cell there for. NL2014541B1 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2014541A NL2014541B1 (en) 2015-03-27 2015-03-27 Method for operating of a regenerative bipolar membrane fuel cell, and regenerative bipolar membrane fuel cell there for.
ES16727238T ES2738413T3 (es) 2015-03-27 2016-03-24 Método de funcionamiento de una celda de combustible de membrana bipolar regenerativa, y celda de combustible de membrana bipolar regenerativa para la misma
PCT/NL2016/050207 WO2016159761A1 (en) 2015-03-27 2016-03-24 Method for operating of a regenerative bipolar membane fuel cell, and regenerative bipolar membrane fuel cell there for.
CN201680019106.3A CN107873111B (zh) 2015-03-27 2016-03-24 可再生双极膜燃料电池的操作方法及其可再生双极膜燃料电池
KR1020177030313A KR102526924B1 (ko) 2015-03-27 2016-03-24 재생형 쌍극막 연료전지의 작동 방법 및 이를 위한 재생형 쌍극막 연료전지
DK16727238.4T DK3274078T3 (da) 2015-03-27 2016-03-24 Fremgangsmåde til brug af en regenererende bipolar membranbrændstofcelle og regenererende bipolar membranbrændstofcelle hertil
US15/556,887 US10541439B2 (en) 2015-03-27 2016-03-24 Method for operating of a regenerative bipolar membrane fuel cell, and regenerative bipolar membrane fuel cell there for
EP16727238.4A EP3274078B1 (en) 2015-03-27 2016-03-24 Method for operating of a regenerative bipolar membane fuel cell, and regenerative bipolar membrane fuel cell there for.
HK18108463.1A HK1248923B (zh) 2015-03-27 2016-03-24 可再生双极膜燃料电池的操作方法及其可再生双极膜燃料电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2014541A NL2014541B1 (en) 2015-03-27 2015-03-27 Method for operating of a regenerative bipolar membrane fuel cell, and regenerative bipolar membrane fuel cell there for.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL2014541A true NL2014541A (en) 2016-10-10
NL2014541B1 NL2014541B1 (en) 2017-01-06

Family

ID=53189125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2014541A NL2014541B1 (en) 2015-03-27 2015-03-27 Method for operating of a regenerative bipolar membrane fuel cell, and regenerative bipolar membrane fuel cell there for.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10541439B2 (nl)
EP (1) EP3274078B1 (nl)
KR (1) KR102526924B1 (nl)
CN (1) CN107873111B (nl)
DK (1) DK3274078T3 (nl)
ES (1) ES2738413T3 (nl)
NL (1) NL2014541B1 (nl)
WO (1) WO2016159761A1 (nl)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11374242B2 (en) 2019-04-06 2022-06-28 Mark Minto Methods and apparatus for decoupling reactant activation and reaction completion
KR102361075B1 (ko) * 2020-05-27 2022-02-11 연세대학교 산학협력단 에너지 수확 장치
CN113659872A (zh) * 2021-07-05 2021-11-16 合肥工业大学 基于双极膜的发电装置及其发电方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4311771A (en) * 1978-12-21 1982-01-19 Allied Chemical Corporation Process for production of electrical energy from the neutralization of acid and base in a bipolar membrane cell

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004505415A (ja) * 2000-07-20 2004-02-19 プロトン エネルギー システムズ,インク. 電気化学セルシステム出力制御方法及び装置
US7282294B2 (en) * 2004-07-02 2007-10-16 General Electric Company Hydrogen storage-based rechargeable fuel cell system and method
NL1031148C2 (nl) 2006-02-14 2007-08-16 Redstack B V Inrichting voor het uitvoeren van een omgekeerd elektrodialyse proces en werkwijze voor het uitvoeren van een omgekeerd elektrodialyse proces.
CN103270636A (zh) 2010-11-03 2013-08-28 西门子私人有限公司 用于能量发生和废物处理的电渗析系统和方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4311771A (en) * 1978-12-21 1982-01-19 Allied Chemical Corporation Process for production of electrical energy from the neutralization of acid and base in a bipolar membrane cell

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHOLKOVSKIJ E K ET AL: "The storage battery with bipolar membranes", JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE, ELSEVIER BV, NL, vol. 141, no. 2, 15 April 1998 (1998-04-15), pages 231 - 243, XP027144339, ISSN: 0376-7388, [retrieved on 19980415] *

Also Published As

Publication number Publication date
NL2014541B1 (en) 2017-01-06
HK1248923A1 (zh) 2018-10-19
CN107873111A (zh) 2018-04-03
WO2016159761A1 (en) 2016-10-06
US10541439B2 (en) 2020-01-21
KR102526924B1 (ko) 2023-04-27
EP3274078B1 (en) 2019-05-08
CN107873111B (zh) 2020-11-20
US20180198151A1 (en) 2018-07-12
KR20170131531A (ko) 2017-11-29
EP3274078A1 (en) 2018-01-31
ES2738413T3 (es) 2020-01-22
DK3274078T3 (da) 2019-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Forrestal et al. Sustainable desalination using a microbial capacitive desalination cell
US20150086813A1 (en) Reverse electrodialysis energy generating system using capacitive electrodes and method there for
CN112840491B (zh) 具有成本效益的高能量密度氧化还原液流电池
CA2649873A1 (en) Method, apparatus and plant for desalinating saltwater using concentration difference energy
CN103270636A (zh) 用于能量发生和废物处理的电渗析系统和方法
NL2014541B1 (en) Method for operating of a regenerative bipolar membrane fuel cell, and regenerative bipolar membrane fuel cell there for.
KR102015064B1 (ko) 직렬 연결된 이종 red를 포함하는 발전 시스템
WO2020064241A1 (en) Method for removing non-proton cationic impurities from an electrochemical cell and an electrochemical cell
US12191547B2 (en) Ferric ion reduction system to enable electrolyte rebalance within an iron flow battery
Kabay et al. Effect of Operational Parameters on Recovery of Lithium from Brine with Bipolar Membrane Electrodialysis
Shibuya et al. Putting stored hydrogen to work without consuming it: A flexible system for energy conversion and water desalination
KR102814756B1 (ko) 해수를 이용한 장주기 대용량 에너지 저장용 블루배터리
KR102703130B1 (ko) 해수를 이용한 장주기 대용량 에너지 저장용 블루배터리 및 이를 이용한 섹터커플링 시스템
KR102814757B1 (ko) 해수를 이용한 장주기 대용량 에너지 저장용 블루배터리
KR102814755B1 (ko) 해수를 이용한 장주기 대용량 에너지 저장용 블루배터리 및 이를 이용한 이산화탄소 저장 시스템
US20230387431A1 (en) Filtration applications in a redox flow battery
Cuesta et al. Desalination of sea water to potable levels without external energy input by electrochemical acid-base neutralisation
EP4677668A1 (en) A system for regeneration of electrolytes of an all-iron flow battery
KR20250152181A (ko) 전기화학적 흐름전극을 이용한 산/염기 용액의 연속적인 분리를 통한 전기전도도 향상 방법 및 시스템
CN121219873A (zh) 用于增强氧化还原液流电池的方法、膜装置、膜堆以及执行所述方法的系统
NL2015321B1 (en) Method for generating electricity with a Reversed Electro Dialysis (RED) process, and a stack, apparatus, and filler there for.
KR20120051944A (ko) 레독스 흐름 전지용 전해액 제조장치 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20200401